Das Modelltier Danio rerio, Zebrafisch

Danio rerio, allgemein bekannt als Zebrafisch, ist ein kleiner Süßwasser-Teleostei, der zur Familie der Cyprinidae gehört und aus der Region des Ganges stammt. Er ist derzeit in den Flusshabitaten von Indien, Pakistan, Nepal, Bangladesch und Myanmar verbreitet.

Sein Name leitet sich von seiner besonderen Pigmentierung ab, die normalerweise aus horizontalen blauen Streifen besteht, die sich bis zur Schwanzflosse erstrecken können. Es gibt auch eine andere Variante, die anstelle von durchgehenden Linien blaue Punkte an den Körperseiten aufweist. Aus diesem Grund werden die beiden Varianten als Zebra und Leopard bezeichnet.

Typischerweise zeigen weibliche Individuen eine weiß-silberne Farbe, die bei Männchen, insbesondere im Schwanzbereich, rosa-orange wird. Die beiden Geschlechter können auch durch die stromlinienförmige Form der Männchen und den vergrößerten, weiß gefärbten Bauch der Weibchen unterschieden werden. Die durchschnittliche Größe der Fische liegt zwischen 4 und 6 cm in der Länge, und die Weibchen sind normalerweise größer als die Männchen.

Der Zebrafisch wird heute in vielen verschiedenen Disziplinen, von der Entwicklungsbiologie bis hin zu medizinischen und toxikologischen Studien, weit verbreitet als Modellorganismus verwendet.

Die Gründe für den enormen Erfolg, den dieser Modellorganismus im wissenschaftlichen Bereich erreicht hat, sind zahlreich:

Seine geringe Größe macht es einfach, ihn in Gefangenschaft in kleinen Becken zu züchten, mit relativ niedrigen Wartungskosten, insbesondere im Vergleich zu anderen Wirbeltiermodellen.
Seine Fruchtbarkeit ist sehr hoch; Weibchen können sich einmal pro Woche fortpflanzen und bei jedem Fortpflanzungsereignis etwa 100-200 Eier ablegen.
Die äußere Befruchtung ermöglicht die direkte Analyse des Embryos während der Entwicklung und ermöglicht den Einsatz experimenteller genetischer Manipulationstechniken, ohne dass die Mutter geopfert werden muss, wie es bei Mäusen der Fall ist.
Die Eier und Embryonen sind während der frühen Lebensstadien völlig transparent, was die Überwachung der Organ- und Gewebeentwicklung in vivo ermöglicht, auch dank der Verfügbarkeit transgener Linien, die in der Lage sind, fluoreszierende Reporterproteine in spezifischen Geweben oder Zellen zu exprimieren. Diese Linien ermöglichen auch die Visualisierung physiologischer Prozesse, wie z.B. der Entzündungs- oder Immunreaktion.
Die Entwicklung ist sehr schnell: Innerhalb von 24 Stunden sind die meisten Organe bereits gebildet, in 2/3 Tagen schlüpft der Embryo aus dem Chorion, und der Fisch erreicht die Geschlechtsreife zwischen 3 und 4 Monaten. Darüber hinaus beträgt die Lebenserwartung etwa 3 Jahre.
Er hat eine hohe genetische Ähnlichkeit mit dem Menschen (mehr als 75% homologe Gene). Trotz anatomischer Unterschiede sind die Hauptmechanismen der embryonalen Entwicklung, des Stoffwechsels und der Physiologie sehr konserviert, was den Zebrafisch zu einem sehr nützlichen Werkzeug für das Studium menschlicher Krankheiten macht. Darüber hinaus ist der Zebrafisch ein ideales Modell für das Screening der Wirkungen bioaktiver Moleküle (nützliche und/oder pharmakologische Wirkungen) oder für das Screening der Toxizität neuer Moleküle.

Detaillierte Informationen zur Verwendung des Zebrafisches als Modellorganismus finden sich bei Choi et al., 2021, während Informationen zur Verwendung des Zebrafisches zur Identifizierung neuer bioaktiver Moleküle, wie sie in den Schlämmen des Euganeischen Thermaldistrikts vorkommen, im Artikel von Crawford et al., 2008, zu finden sind.